综合勘查技术在岩土工程勘查中的应用

曾远（江西省建筑设计研究总院　江西南昌　330046）

综合勘查技术在岩土工程勘查中的应用

曾远
（江西省建筑设计研究总院江西南昌330046）

近年来，在社会经济不断进步的背景下，我国加快了国家和城市建设的步伐，建筑、水利等工程广泛开展，在岩土工程施工以前，必须进行科学的地质勘查项目，对施工现场地质环境进行充分掌握的基础上，才能够提高设计科学性，同时可以更加科学的选取施工技术，对于提升工程质量具有重要意义。本文以某水利枢纽工程为例，对其泄洪洞岩溶勘查过程中应用的综合勘查技术展开了详细介绍。

综合勘查技术；岩土工程勘查；水利枢纽工程；泄洪洞岩溶勘查

前言

我国是农业和人口大国，水利工程的有效实施，对于加强当地灌溉能力、提高城市供水和供电水平具有重要意义。该水利工程的建设，不仅能够实现以上目的，同时还能够有效缓解当地生态环境的压力，该工程施工过程中，泥质白云岩等是其泄洪洞的重要组成部分，其天然形成的岩体和岩溶，严重影响工程的支护工作，同时还导致施工便道存在安全隐患。在这种情况下，必须应用综合勘查技术，加强泄洪洞岩溶勘查，为提升整体工程质量奠定良好基础。

1　综合勘查技术概述

岩土工程施工过程中，钻探是我国传统的勘查技术措施，随着科技的进步，现阶段岩土工程施工过程中对勘探结果的精确度要求越来越高，因此传统的勘查技术已经无法满足现代技术的需求，综合勘查技术就是在这种情况下产生并得到广泛应用的。现阶段，在对岩土工程进行勘查的过程中，主要应用方式有探地雷达法和高密度电法等。不同勘查技术应用过程中，存在一定限制性条件，同时也发挥了不同的优势。然而，通常情况下，这些技术的有效应用只能够对相关地质条件进行某一侧面的研究，而无法从整体上对其进行体现[1]。综合勘查技术的有效应用，能够根据不同地质条件和自然环境等因素，综合选用多种勘查手段，对多种技术进行结合利用，对于提升勘查可行性和精确性具有重要作用。

2　泄洪洞岩溶勘查原理

2.1地质雷达技术

该技术是电磁波技术的一种，在应用过程中能够对地下介质的具体分布状况进行确定，其在应用过程中，能够对宽频带短脉冲电磁波进行发射，该电磁波具有较高的频率，发射媒介为天线。同时，另外一个媒介天线在应用过程中，能够对反射波进行接收，它主要由地下介质面产生。地下介质在对电磁波进行传播的过程中，传播路线、强度在电磁场中的体现以及传播过程中的性质都会发生一定程度的变化，主要原因是受电磁特征的影响[2]。在这种情况下，能够获得重要的波形、幅度等相关数据，在经过精细计算的基础上，可以对该工程泄洪洞岩溶的大小、构造等进行明确。现阶段，我国岩土工程勘查过程中，主要应用的地质雷达为SIR20，天线通常拥有多种选择，分别为40M、100M和400M，该工程施工过程中，工作频率应用100M。

2.2地震CT技术

该技术产生的基础是医学中应用的CT技术。该技术应用过程中，能够对地质当中的软弱夹层、溶蚀裂隙和断层破碎带等运用CT层析成像，同时还能够将地震波在其与完整围岩之间传播过程中形成的差距呈现出来，在处理相关扫描结果和数据的过程中，需要对地震波进行充分的利用，这样一来就能够对二维地震波传播速度的断面实现钻孔测试，将较差的地质体性能进行判定是实施勘查的主要原因。测试过程中，地震波激发过程中需要将炮应用于钻孔内，并在其它钻孔中对直达的地震波进行接收，从而有效扫描断面，计算过程中应用的是地球物理反演，这样一来能够对二维速度断面图像进行重建。

本文在对水利枢纽工程进行泄洪洞岩溶勘查的过程中，应用的地震仪为Geode24，该设备内部拥有高速电缆，能够连接于StrataVisor NZXP和电脑等设备。在对高速过采样计算和A/D转换器进行应用的过程中，可以提升该地震仪使用过程中的精度。20000Hz是其最高频带，1.75Hz是其最低频带，因此10ms与20μs之间成为其采样的主要间隔[3]。叠加器拥有三十二位，能够对收集到的数据进行保存，接下来将这些数据有效传递到不同介质和主机当中的硬盘之上。预触发器存在于该设备之中，在应用过程中内存能够达到14K。在进行计算的过程中，震源信号和硬件相关器的数值可以得到确定。

3　综合勘查技术的具体应用

3.1测线布置

根据该工程的特点，沿公路积分成为本工程地震CT剖面的主要综合勘查技术之一，获得主要数据的方式为沿下马道进行，这一过程中，87次激发产生于施工便道当中，1m为点距，48道接收需要应用于下马道，同样拥有1m的点距，在倾斜剖面获得的过程中，需要对数据反演进行充分的利用，从而能够得到20°的倾角。施工便道的分布成为布置地质雷达测线的主要形式，便到内侧和外侧分别拥有一条测线，二者之间的距离为5m，同时拥有0.1m的点距。

3.2资料的处理

（1）地质雷达方面。计算机是进行资料处理的主要方式，这一过程中，首先应当在计算机当中录入相关数据，并对坐标系进行构建，同时促使雷达输入数据得以形成和体现，最后将软件反演形成于RADAN当中，这样一来就能够活动雷达解释图。

（2）地震CT相关资料的处理。同地质雷达相同，计算机是进行地震CT相关资料处理的主要方式，处理的过程中，首先应当在计算机当中录入相关数据，并对成像区域坐标系进行构建，促使CT输入数据得以形成，反演层析的环节之后，可以实现成像成图。

3.3最终结果

（1）地质雷达方面。测线RD1，在应用过程中拥有90m的长度，能够实现最高15m最少12m的探测深度，反射波图像的过程中需要对地质雷达进行充分的利用，需要将81~85m、94m等位置进行测线深埋，最深应达到五米距离，最低为4m，其中1272.1~ 1273.1m之间是高程值。值得注意的是，杂乱无章是反射波的主要特点，其通常拥有较强的反射，双曲线和绕设备在应用过程中会出现在局部位置，这样一来就能够断定这是溶洞发育造成的。而测线RD2，在应用过程中拥有93m的长度，能够实现最高17m最少15m的探测深度，反射波图像的过程中需要对地质雷达进行充分的利用，需要将59.5~60.5m、84.3m等位置进行测线深埋，最深应达到9.5m距离，最低为8.4m，其中1274.4~1275.4m之间是高程值。值得注意的是，杂乱无章是反射波的主要特点，其通常拥有较强的反射，双曲线和绕设备在应用过程中会出现在局部位置，这样一来就能够断定这是溶洞发育造成的。

（2）地质雷达成果分析。在对剖面波速分布进行分析的过程中，最高11.7m和最低8.2m的测线分别分布于63m、69m、32m、48m处。不同位置拥有不同的垂直投影高程，例如，1279.968~ 1279.214m为11.6~12.8m处的垂直投影高程。经过有效观察可以发现，异常现象存在于波速当中，同时其值相对偏低，根据这一结果可以断定，这一区域为主要的岩溶发育期，破碎是岩体的主要特点，低速异常存在于35值62m处的剖面上，这样一来，可以断定产生这种现象的主要原因是在开挖公路的过程中，造成这一段产生松动圈，从而导致异常波速。

4　结论

在科学和信息技术不断进步的过程中，我国加快了城市建设的步伐，各种岩土工程增多，为提高我国灌溉、发电等做出了重要贡献。而岩土工程具有自身的特点，要想提升工程质量，必须提前进行岩土工程勘查，在工程数量和实践越来越多的基础上，现阶段，综合勘查技术逐渐得到完善，然而不同的地质地形需要应用不同的勘查技术，本文在对综合勘查技术的应用进行探讨的过程中，以某水利枢纽工程为例，希望对我国岩土工程及综合勘查技术的发展起到促进作用。

[1]孙超，常虹.与注册岩土工程师制度相适应的勘查技术与工程专业人才培养模式探索[J].吉林省教育学院学报（上旬），2012，02：149~150.

[2]田小甫，张硕，陈军，张志林，贾雷，马涛.三维建模技术在区域工程地质勘查中的应用研究[J].城市地质，2012，01：20~25.

[3]白哲.从注册岩土工程师考试探讨勘查技术与工程专业教学改革[J].教育教学论坛，2014，37：46~47.

TU195

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1673-0038（2015）52-0218-02

2015-12-5